Momentan sind die Standards für SMART Homes heterogen. Alleine schon die Technologie der Kommunikation ist unterschiedlich. Die sichersten Lösungen sind natürlich hart verdrahtet, aber hierfür müssen bei bestehenden Gebäuden alle Wände aufgestemmt werden und neue Kabel verlegt werden. Wir werden uns hier nur auf die drahtlose Kommunikation beziehen.
WIFI (WLAN) basierte Lösungen
Auf dem Markt existieren eine Vielzahl von WIFI (IP) basierten Lösungen.
Vorteile sind:
- In vielen Haushalten gibt es schon WLAN, es entsteht also außer dem Anbinden des Geräts an das Funknetz kein zusätzlicher Aufwand für weitere Geräte.
- WLAN ist auf hohes Datenaufkommen ausgelegt, die zusätzliche Datenlast stört also kaum die Übertragungsgeschwindigkeit oder Stabilität des Netzes.
Nachteile sind:
- WLAN braucht viel Energie, darauf sind viele Smart-Home-Geräte nicht ausgelegt. Bei batteriebetriebenen Geräten müsste beispielsweise oft die Batterie gewechselt werden.
- Viele WLANs arbeiten im selben Frequenzbereich (2,4 GHz). Gerade in dichter besiedelten Gebieten kann es passieren, dass sich Netzwerke überschneiden. Arbeiten sie im selben Frequenzbereich, können gegenseitige Störungen auftreten. Das beschränkt die Reichweite und Stabilität.
- Mit Wireless-LAN vernetzte Smart-Home-Geräte lassen sich nicht mit anderen Smart Home Geräten kombinieren, die über einen anderen Standard kommunizieren.
Andere Funk basierte Lösungen
- ZIGBEE Standard
ZigBee ist ein Standard, der im Smart-Home-Bereich weit verbreitet ist, beispielsweise bei der Lichttechnik. Eine Besonderheit ist der Aufbau des Funknetzes. Während bei einem WLAN alles zentral über den Router läuft, kommunizieren bei ZigBee alle eingebundenen Geräte untereinander und verwalten so das Netzwerk selbst (Mesh-Netzwerk).
Vorteile:
- Das System braucht wenig Energie, ist einfach zu bedienen und flexibel anpassbar.
- In der ZigBee-Allianz unterstützen Hunderte, zum Teil sehr bekannte Hersteller das System.
Nachteile
- In der Vergangenheit gab es Kompatibilitätsprobleme, weil die Hersteller unterschiedliche ZigBee-Protokolle benutzten. Das soll mit der neuen Version 3.0 Vergangenheit sein – allerdings funktionieren die meisten Geräte mit einer älteren Version damit nicht mehr.
2. Z-WAVE Standard
Z-Wave ist ein weit verbreiteter, internationaler Standard für die Heimautomatisierung. Alle dementsprechenden Produkte werden zertifiziert und sind untereinander kompatibel. Insgesamt bilden über 2.400 Smart-Home-Geräte von mehr als 700 Herstellern das weltweit größte Ökosystem drahtloser Heimvernetzung. Hier die wichtigsten Kenndaten von Z-Wave:
- Z-Wave verwendet Funkfrequenzen um 868 Megahertz. Dadurch ergeben sich zwei Vorteile:
Geringere Störanfälligkeit
Verglichen mit dem Frequenzbereich um 2,4 GHz ist der Bereich um 868 MHz deutlich weniger belastet. Zahlreiche Geräte und Technologien sorgen bei 2,4 GHz dafür, dass sich die Signale untereinander stören und es zu Verbindungsabbrüchen oder -störungen kommt.
Verglichen mit dem Frequenzbereich um 2,4 GHz ist der Bereich um 868 MHz deutlich weniger belastet. Zahlreiche Geräte und Technologien sorgen bei 2,4 GHz dafür, dass sich die Signale untereinander stören und es zu Verbindungsabbrüchen oder -störungen kommt.
Höhere Reichweite durch geringere Dämpfung
Im Gegensatz zu Lichtwellen können Funkwellen Materialien wie Holz und Beton durchdringen. Beim Durchdringen der Materialien verliert das Funksignal jedoch an Stärke und die Reichweite sinkt. Die Dämpfung ist dabei nicht nur vom Material, sondern auch von der Frequenz abhängig. Je höher die Frequenz ist, desto stärker fällt die Dämpfung aus.
Im Gegensatz zu Lichtwellen können Funkwellen Materialien wie Holz und Beton durchdringen. Beim Durchdringen der Materialien verliert das Funksignal jedoch an Stärke und die Reichweite sinkt. Die Dämpfung ist dabei nicht nur vom Material, sondern auch von der Frequenz abhängig. Je höher die Frequenz ist, desto stärker fällt die Dämpfung aus.
- Hohe Abdeckung durch vermaschtes Netz
Im Betrieb spannen die Z-Wave-Geräte ein vermaschtes Netz auf, in dem ein Knoten mit einem oder mehreren anderen Knoten in Verbindung steht. Jeder Knoten kann dabei senden, empfangen oder weiterleiten und ermöglicht damit die Kommunikation zwischen Knoten, die selbst nicht miteinander verbunden sind. Die Reichweite und Abdeckung wird durch ein solches vermaschtes Netz erhöht. - Nachrichten gehen nicht unbemerkt verloren
In einem Z-Wave-Netzwerk verlässt sich der Absender nicht darauf, dass seine Nachricht den Adressaten erreicht. Vielmehr wartet er, bis der Empfänger die Nachricht quittiert. Geschieht dies nicht, schickt der Absender die Nachricht erneut. - Z-Wave steuert bis zu 232 Geräte in einem Smart Home Netzwerk.
Aber Achtung: In unterschiedlichen Ländern werden leicht unterschiedliche Frequenzen verwendet. Ein Gerät, das für die Anwendung in Amerika gebaut wurde, funktioniert in Europa nicht. Die Standard-Frequenz für EU-Geräte beträgt 868 MHz.
3. ENOCEAN Standard
